弧齿锥齿轮传动的多目标优化设计

本文通过对影响弧齿锥齿轮传动设计的最小体积原则、接触强度计算的许用传递功率最大原则、弯曲强度计算的许用 传递功率最大原则等因素的分析,提出弧齿锥齿轮传动优化设计的数学模型及其求解方法。     

弧齿锥齿轮的传动误差、重合度和噪声的关系

分析了弧齿锥齿轮噪声产生的机理，影响振动噪声的主要因素以及传动误差与重合度，噪声的关系，随着重合度增大，传动误差曲线幅值波动减小，振动和噪声降低，在此基础上，概述了通过提高重合度来降低振动和噪声的几种设计方法。     

基于多目标遗传算法的弧齿锥齿轮多学科优化设计

针对常规设计中弧齿锥齿轮存在的问题,将多学科优化设计引入到弧齿锥齿轮设计中,改善其不足。以大小弧齿锥齿轮体积之和最小、弧齿锥齿轮齿根弯曲应力最小以及工作噪音最小三个方面为目标函数,以齿数、齿宽中点螺旋角、齿宽和大端模数为设计变量,考虑齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、环境保护等8个方面约束,建立弧齿锥齿轮的多学科优化设计数学模型。根据该数学模型,运用多目标遗传算法对文中的实例优化求解,计算结果表明该设计方法是合理的,行之有效的。     

基于遗传算法的高齿弧齿锥齿轮优化设计

基于遗传算法提出了的高齿弧齿锥齿轮的优化设计。设计变量是齿顶高系数和变位系数(非零变位 ) ,约束条件为齿顶变尖、根切、刀具条件限制、强度限制等 ,目标函数为重合度最大。本文编制的优化设计程序经实例计算达到了重合度的设计目标。     

弧齿锥齿轮的齿面主动设计

齿面印痕和传动误差对齿轮传动的性能起着决定作用,针对齿面印痕和传动误差,提出弧齿锥齿轮点啮合齿面主动设计的方法。该方法突破了传统齿轮设计的局限性,采用“局部共轭原理”和“局部综合法”,并依据弧齿锥齿轮的加工原理,使齿轮设计人员能够按照要求的传动性能来设计齿面的形状,并可在摇台结构的铣齿机进行加工。齿面主动设计能保证齿面在整个啮合过程中满足预先设计的传动误差和齿面接触路径的要求,从而达到对齿面啮合质量的全程控制,它为弧齿锥齿轮副设计提供新的方法和途径,这对于高速和重载齿轮以及有特殊要求的齿轮的设计具有十分重要的意义。     

弧齿锥齿轮传动的可靠性优化设计

运用可靠性设计理论和最优化设计技术，提出了弧齿锥齿轮传动的可靠性优化设计方法；建立了可靠性优化设计数学模型；最后给出了优化实例和结果分析。     

航空弧齿锥齿轮低敏感度齿面优化设计

为了降低弧齿锥齿轮的齿面接触印痕关于安装距偏差（又称安装误差）的敏感度,需要开展某航空弧齿锥齿轮的低敏感度齿面优化设计。在轮齿承载接触分析（Loaded tooth contact analysis,LTCA）技术中,引入齿轮副的安装误差,形成了计及安装误差的轮齿接触分析（Error loaded tooth contact analysis,ELTCA）方法,基于ELTCA建立了齿面接触印痕与安装误差间的内在关系;借助接触印痕的量化描述,获得了齿面接触印痕关于安装误差的敏感度矩阵;基于局部综合法建立敏感度关于齿面接触参数的优化设计目标函数,形成弧齿锥齿轮的低敏感度齿面优化设计模型;采用神经网络与遗传算法进行求解,获得了低敏感度齿面的切齿参数;算例结果表明,优化后的齿面接触印痕关于安装误差的敏感度较优化前降低了78.87%。     

弧齿锥齿轮传动的模糊可靠性优化设计

工程车辆驱动桥主减速器的功能是降低转速,增大扭矩,以满足车辆工作和行驶的要求,故采用弧齿锥齿轮传动较为合适。弧齿锥齿轮传动的特点是同时啮合的齿数较多,齿间压力分布状况好,啮合平稳,噪声小。由于小齿轮的齿数可以做得很少,因此可在大齿轮的同样外形尺寸下获得较大的传动比。然而,由于弧齿锥齿轮传动设计计算复杂,所受限制条件多,且应力和强度是随机的或是模糊变量,而且驱动桥主减速器又是工程车辆的关键部件,因此对驱动桥主减速器的弧齿锥齿轮传动进行模糊可靠性优化设计具有现实意义。１　模糊可靠性优化设计数学模型的…     

基于啮合特性的弧齿锥齿轮动力学研究

为了改善弧齿锥齿轮的振动特性,通过轮齿承载接触分析计算时变啮合刚度激励;再根据轮齿接触分析、载荷分配系数和啮合冲击模型近似计算出啮入冲击激励。应用集中质量法建立弧齿锥齿轮弯-扭-轴耦合的8自由度动力学模型。推导其运动微分方程,并进行了消除刚体位移和量纲归一化处理。采用变步长四阶龙格-库塔法(Runge-Kutta)求解,从而得到系统的振动响应。分析了传动误差幅值和重合度对齿轮副振动的影响。结果表明,传动误差的增大,振动也随之增大,增大设计重合度,能够减小振动。     

基于遗传算法的弧齿锥齿轮传动的优化设计

遗传算法是一种借鉴与模拟生物进化过程自然选择与遗传机制求解极值问题的一类并行、随机的、自组织、自适应的智能搜索算法。其隐含并行性和对全局信息有效利用，使得该算法适合处理复杂和非线性优化问题。文章在介绍标准遗传算法的基础上，提出了基于遗传算法的弧齿锥齿轮优化设计方法。经实例计算，结果证明了遗传算法在弧齿锥齿轮传动优化设计中的有效性和正确性。     

弧齿锥齿轮的齿面主动设计及试验验证

齿面印痕和传动误差对齿轮传动的性能起着决定作用,根据齿面印痕的位置、方向及传动误差幅值的要求,在齿面上设计三个啮合点,通过对这三个啮合点的控制,达到对齿面啮合质量的全程控制。在此基础上,为了满足不同的加工要求,又提出按照给定的垂直轮位的值对齿面进行再设计,保证传动误差的幅值不变且接触迹线仅有较小的改变,为弧齿锥齿轮副设计提供了新的方法和途径。最后在磨齿机上加工了一对齿轮,通过印痕检测验证了本文设计方法的正确性。     

基于MATLAB弧齿锥齿轮接触分析

利用局部综合法,通过Matlab编程实现了一对弧齿锥齿轮的齿面接触分析(TCA),分别确定出轮齿中点、大端和小端齿面上的接触迹线的形状和传动误差曲线图,并对所得到的曲线图进行了分析和解释,不仅改进了直接利用TCA方法编程求解轮齿接触时,编程复杂、耗时多等不足,而且为弧齿锥齿轮切削参数的合理设计奠定了良好的基础。     

基于Matlab的弧齿锥齿轮传动的优化设计

建立了以弧齿锥齿轮的体积最小和纵向重合度最大为目标的优化设计数学模型,简述了利用Matlab优化工具箱对模型进行求解的方法,给出了对弧齿锥齿轮进行优化的实例。     

基于抛物线刀刃的弧齿锥齿轮齿面啮合分析

采用抛物线刀刃代替直线刀刃加工弧齿锥齿轮.对比了不同参数抛物线刀刃加工的弧齿锥齿轮齿面接触区域和传动误差曲线,表明改变抛物线刀刃弯曲程度会引起齿面接触区域和传动误差曲线发生变化.     

弧齿锥齿轮的高重合度设计

针对航空和汽车弧齿锥齿轮对强度、动态性能和可靠性的特殊要求，提出了高重合度弧齿锥齿轮的设计方法。这种设计是通过增加工作齿高和调整齿面啮合路径方向以及优化加工参数实现的。结合弧齿锥齿轮的实际工况，提出了在不同载荷和安装误差下，实际重合度的综合分析方法，达到了既提高重合度又控制齿面啮合质量的目的。     

等顶隙弧齿锥齿轮的优化设计

在机械传动行业中主要有带传动、链传动以及齿轮传动,在齿轮传动中主要有圆柱齿轮传动、行星齿轮传动、蜗轮蜗杆传动以及锥齿轮传动.由于锥齿轮能够实现输入轴和输出轴空间啮合传动且传递效率较高而得到广泛的应用.其中等顶隙弧齿锥齿轮可以进行磨削加工,在重载高速的工况中应用很普遍,但是其轴向力大,且随转向会发生变化.轴向力过大会降低...     

弧齿锥齿轮齿面接触应力分析

弧齿锥齿轮工作时齿面接触应力的大小直接影响其使用寿命和安全。本文运用自主开发的弧齿锥齿轮设计分析系统建立齿轮的轮齿网格模型,将模型数据变换后导入ANSYS软件中,经过装配和结构扩展进行轮齿的接触应力分析,得到了多齿对接触情况下,齿面等效接触应力的分布及其变化规律。     

数控展成法粗铣弧齿锥齿轮切削参数多目标优化模型

传统的针对机械式铣齿机的切削参数选取方法不能充分发挥数控铣齿机的加工效率。文中给出了一种基于和声搜索算法(HSA)的弧齿锥齿轮粗铣参数优化方案,它以单件最短工序时间(最大生产率)和单件最低加工成本为目标函数,以刀片的许用最高切削速度、切削功率和刀具耐用度为约束条件,以切削速度,联动轴移动速度,"摇台"每度分步长数为优化变量,建立了数控展成法粗铣弧齿锥齿轮切削参数优化模型。用MatLab编写优化程序,最终获得最佳的粗铣切削用量,并通过某具体实例验证了所建模型的有效性。     

弧齿锥齿轮优化设计的数学模型

针对弧齿锥齿轮在设计中计算量较为复杂且又容易出错的问题,介绍了如何建立弧齿锥齿轮优化设计的数学模型,用以提高弧齿锥齿轮减速器的设计效率.     

高速重载齿轮传动的多目标优化设计

讨论了重载齿轮设计中的各种影响因素；分析了斜齿轮和人字齿轮的优缺点，在此基础上将重载齿轮确定为弧齿线圆柱齿轮，并对其建立了以重合度最大、体积和相对滑动率最小为目标的多目标优化数学模型；给出了重载齿轮传动优化设计约束条件，运用多目标优化的乘除法获得了最优解。采用MATLAB软件实现了实例的优化设计目的，提高了机械设计效率和精度。